同步电机

又称“同期电机”。转子旋转速度和定子旋转磁场转速相同的交流电机；即转子转速与定子电流频率之间严格成正比的交流电机，其比例关系为n=60f/p式中n——电机转速； f——交流电流频率； p——电机的极对数。主要由定子和转子组成。在电枢（通常是定子）电磁铁芯槽内装有分布的交流绕组。磁极（通常是转子）可由电磁铁和装于其上的直流激磁绕组组成，数百瓦以下的小容量电机也有不装激磁绕组而利用电枢反应激磁的凸极转子；也有由永久磁铁制成的；还有由位于定子上的永久磁铁或激磁绕组对用导磁体制成的转子进行激磁的感应子等。按结构可分为旋转电枢式（图1）和旋转磁极式同步电机，后者又可分为转子为圆柱形、气隙均匀分布的隐极式和磁极弧下气隙较小、极间部分气隙较大的凸极式（显极式）同步电机（图2）。由于旋转电枢式同步电机的高压和大电流须通过可靠性低的电刷和滑环引出，因而仅在少数小容量同步电机（如变流机中的单相同步发电机及无刷电机中的激磁发电机）中应用，绝大多数同步电机采用旋转磁极式。按电流相数分单相、两相、三相和多相同步电机。按用途分同步发电机、同步电动机和同步调相机（又称同步补偿机）。图1旋转电枢式同步电机结构形式1—定子（磁极）；2—转子（电枢）。图2旋转磁极式同步电机结构形式 （a）凸极式；（b）隐极式。1—定子（电枢）；2—转子（磁极）。 同步电机主要用作发电机，现代电力系统中几乎全部交流电都由它供给。同步电动机大多采用凸极式；电机转速不随负载的变化而改变；通过改变激磁电流可以调节电动机的功率因数，通常规定cos■=0.9以吸收电网中的感性电流，从而提高电网的功率因数；电机起动时平均转矩为零，通常采用异步起动法，在电机转子上设置鼠笼式起动绕组，当转子接近同步转速时，接通激磁绕组形成同步转矩将转子牵入同步运行，反应式同步电动机（又称磁阻同步电动机）在异步起动接近同步转速时利用电枢反应牵入同步运行。同步调相机是不带机械负载运行的同步电动机，通过改变激磁以调节电网功率因数的专用设备；过激时，cos ■■ ＜ 1，电机输入容性电流；欠激时，cos■＞1，电机输入感性电流，在现代大电网中作为无功功率电源以保持电压稳定。